小型船舶动态管控系统技术方案

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度、报警状态、所属社区、所属单位、接收时间； 显示船舶在线数和总数，支持模糊查询船舶； 根据不同的管控类型（一般、关注、重点），显示不同的船舶颜色； 支持区域查询船舶，通过在地图上画多边形、矩形或圆形，列出所选船舶的基
本信息 点击船舶图标显示船舶基础信息，如下图：
2.1.2 轨迹回放
图 8：轨迹回放 呼救报警 当遇到危险的时候，可以在手机 APP 上进行呼救报警，形成呼救记录。 进出港申报 渔民可以进行进出港进行申报，申报情况有所属辖区的派出所进行确认。 报警信息查看 渔民可以查看自己的报警信息。
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2.4.2 警用 APP 船舶定位 对所属权限所有船舶进行实时定位监控，查看所属权限所有船舶分布的海域状况，
3 设计目标
本项目的总体目标是建设小型渔船动态管控系统，使其成为边防民警监管小型渔船 的快速便捷工具，为边防民警的执法管理提供信息化支持。
4 技术路线
系统采用 B/S 体系架构，移动客户端采用基于 android 和 IOS 的操作系统开发。 本项目技术上采用国际上主流成熟开源分布式计算框架 Hadoop 及其之上构建
家庭住址、安装日期进行管理，添加船舶的相片，可以进行查询、新增、修改、删除。 2.3.6 用户管理 对系统操作用户的姓名、联系方式、账号、密码进行管理，添加用户的权限，可以
进行查询、新增、修改、删除。 2.3.7 角色管理 对系统操作角色进行定义，可以进行查询、新增、修改、删除。
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2.3.8 权限分配 对系统操作角色的各种操作权限进行分配，赋予各种角色的操作权限。
并能够点击船舶查看船舶信息，能够看到船舶的预警区域和禁行区域。 轨迹回放 选择回放的时间范围和所属权限的船舶，显示选定船舶的运行轨迹, 并能够点击船
舶查看船舶信息，能够看到自己的预警区域和禁行区域。 报警提示 管理中心可以向船管民警推送报警提示信息。 进出港确认 船管民警可以对辖区的渔民进出港申报情况进行确认。 语音操作 船管民警可以通过语音选择菜单进入具体功能，可以通过语音选择船舶进入船舶定
采用 Tableau 等大数据分析可视化工具及业界主流的前端数据可视化框架 ECharts。
利用面向对象的分析和设计方法，提高开发的效率和质量并提高系统的稳定性。 系统设计采用双机热备，保证系统 7*24 小时运行，减缓单网络或单点故障对系
统的影响。
二 应用系统设计 1 系统功能模块
图 1：系统功能图 小型船舶动态管控系统根据需要实现小型船舶实时位置的动态采集，在此基础上为
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边防人员提供动态监控、统计报表、系统管理、手机 APP、接口管理等一系列功能。 系统整体功能模块描述如下: 动态监控是对渔船的船舶定位、轨迹回放和各种报警情况跟踪； 统计查询是各类报警报表的统计和查询； 系统管理是对单位管理、社区管理、渔民管理、设备管理、船舶管理、用户管 理、角色管理和权限分配； 手机 APP 是实现警用与渔船民用 APP。渔民用 APP 包括轨迹回放和船舶定位、 实时报警；警用 APP 包括当前位置、船舶定位、轨迹回放； 接口管理主要是用来对接边防总队的各种应用系统。
其次，通过电子围栏功能，能够对船舶可航行区域、危险区域、禁行区域进行设置， 并设置相应的报警功能，对报警信息进行记录，形成报表供事后查询。
最后，通过 4G 通信网络回传的电量信息，可查看定位终端当前的电量状态，并初 步判断该设备是否可以正常工作。
定位：安装卫星定位设备，通过北斗定位获取船舶位置信息 传输系统：通过 4G 通信网络将定位数据回传至后台服务器。 电力系统：通过太阳能板为定位设备充电。 通话系统：可以拨通设备电话，设备自动接听并与渔民双向通话。 管理平台：实现对前端设备管理，音视频流媒体数据存储、分发，实现业务运营管 理等。通过监控中心软件声光提示、CTI 报警信息提醒等监控人员船舶状态。
查询、新增、修改、删除。 2.3.3 渔民管理 对渔船民姓名、性别、联系方式、省份证、社区名称、家庭住址进行管理,添加渔船
主的相片。可以进行查询、新增、修改、删除。 2.3.4 设备管理 对北斗设备号、SIM 卡号、设备型号、所属社区、所属船舶、设备产商、IP 地址及
端口等信息进行管理，添加设备安装的相片，可以进行查询、新增、修改、删除。 2.3.5 船舶管理 对船舶号、船舶类型、所属社区、船主姓名、船主身份证、联系电话、管控类型、
2 功能模块说明 2.1 动态监控
动态监控是对渔船的船舶定位、轨迹回放和各种报警情况跟踪 2.1.1 船舶定位
图 2：船舶监控主界面 在地图上实时显示船舶的具体位置和船舶的总体分布状况。具体功能包括： 地图上可以显示设置的预警区和禁行区； 在地图上显示船舶的实时位置，密集区用汇集数量显示； 在末次位置列表上显示船舶最新定位时间、速度、北斗状态、剩余电量、经纬
2.4 手机 APP
2.4.1 渔民用 APP 渔船定位 对自己的船舶可以实时定位监控，查看船舶当前所在的位置，并能够点击船舶查看
船舶信息，能够看到自己的预警区域和禁行区域。
图 7：实时定位
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轨迹回放 选择回放的时间范围，显示自己的船舶运行轨迹, 并能够点击船舶查看船舶信息， 能够看到自己的预警区域和禁行区域。
蜂窝物联小型船舶动态管控系统技术方案
一 系统总体设计
1 总体设计
在本项目中，充分考虑到小型渔船动态管控系统的需求，提出了一套完整的高可用 性解决方案。首先，在每艘船舶上安装太阳能定位终端，获取船舶的位置信息。通过 4G 信号传输将船舶位置信息、航行方向、航速、电量等数据回传至后台服务器，服务器收 到回传数据后将船舶的当前位置显示在地图上，并对船舶当前状态进行判断，并作相应 提醒和记录，形成相应的报表。
图 3：船舶基础信息
图 4：轨迹回放 通过选择船舶、开始时间和结束时间，在地图上显示该船舶在这段时间内的航行轨 迹；对于轨迹回放可以设置回放速度，可以进行播放、暂停、后退、单步、显示\隐藏轨
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迹；可以将轨迹数据导出。 2.1.3 超速报警 系统可根据不同种类的船舶设置不同的限速条件，并自动分析船舶运行速度情况，
对于超出设定速度的船舶及时报警、并显示船舶信息和报警信息，弹出报警信息，同时 警铃响起。
2.1.4 越界报警 系统自动分析船舶运行轨迹，对于进入预警区域、禁行区域的船舶及时报警、并显
示船舶信息和报警信息，弹出报警信息，同时警铃响起。
图 5：越界报警统计 2.1.5 不在线报警
系统自动分析船舶在线状况，对于不在线的船舶及时报警、并显示船舶信息和报警 信息，弹出报警信息，同时警铃响起。当船舶超出所设定的范围或行驶到移动信号盲区， 系统自动弹出报警窗口显示该船超出移动通信网络覆盖范围，并在系统图上以明显颜色 标示该船最后位置。
3、开放性与标准化 系统充分考虑使系统管理员便于检修与维护，能够升级，并具备自动检测和故障报 警功能。 4、经济性与可扩充性 本着经济性原则，选用性能价格比高的实施方案，降低系统造价。系统建设考虑了 将来的扩展和升级，设计时充分考虑未来良好的发展性，以降低未来发展的成本，使系 统具有良好的可持续发展性，系统应预留了与其他系统的接口，以免人力、物力、财力 的浪费。 5、易用性与实用性 使用本系统的人员可能是未受过专业教育和培训的调度人员，系统设计时，充分考 虑系统的人机交互，提供尽可能简单和实用的人机界面，培训后即可上岗。 为保证系统具有良好的实用性，所使用的应用软件符合系统的特点，满足需求，界 面直观、友好、符合界面规范，系统各种操作简单易学，容易使用。
图。查询条件包含：船主姓名、船牌号、所属支队、所属大队、所属派出所、报警类型。
图 6：越界报警明细
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2.2.4 进出港统计 系统可以准确统计船只的进、出港时间。使职能单位可实时掌控海上作业频次、航
行往返周期。系统以每个基层单位为管理单元设置独立的“港口管理”模块。点击所属 港口，系统会立即统计出港内各类船只的停泊情况，以及本地船只的离港和在港数量。
险时，可以通过船载终端与管理中心对话。
2.2 查询统计
2.2.1 船舶查询 可以设置船舶查询条件，根据查询条件将符合条件的船舶信息显示出来，查询条件
包含：船主姓名、船牌号、所属支队、所属大队、所属派出所、船舶类型、住址、联系 电话、身份源自文库号、SIM 卡号、管控类型；显示的船舶信息包含：船主姓名、船牌号、所 属支队、所属大队、所属派出所、船舶类型、住址、联系电话、身份证号、SIM 卡号、 管控类型。
2 设计原则
建设小型渔船动态管控系统是一项庞大的系统工程，需要搭建管理资源整合、统一 管理的信息平台，建设为一个高起点、易于扩充、升级、管理和使用的平台，设计遵循 以下原则：
1、系统性和完整性 系统设计中充分利用国内外有关先进技术和设计理念， 用系统工程方法将各子系 统集成为一个有机整体， 使各子系统在物理上相对独立，接口清晰，在逻辑上是一个 整体，分工协作，协调统一，达到总体最优，保证系统一致性和完整性。 2、可靠性与安全性
2.1.6 电量低报警 系统自动分析设备的电量情况，对于低于设定报警电量的船舶及时报警、并显示船
舶信息和报警信息，弹出报警信息，同时警铃响起。 2.1.7 SOS 呼救报警 当渔船民遇到危险向民警呼救报警的时候，系统及时报警、并显示船舶信息和报警
信息，弹出报警信息，同时警铃响起。 2.1.8 拆卸报警 根据设备设定的拆卸功能，当设备被拆卸的时候及时报警、并显示船舶信息和报警
的一系列分布式存储（如 HBase、HDFS）、分析框架（如 Drill、Hive）进行设 计，保障系统平台技术的成熟性、先进性和可行性。
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平台将采用 J2EE 技术架构，可简化且规范应用系统的开发、部署和管理，进而 提高可移植性、安全与再用价值。
基于主流分布式大数据计算框架 Hadoop 之上，可以应用 MapReduce 等分布式 大数据计算技术进行多源 OD 分析；运用高性能的 HBase 分布式列存储数据库 存储车辆轨迹，实现海量轨迹数据查询的低延迟，满足高性能的查询需求；同 时通过 Hadoop 之上的大数据分析框架 Drill、Hive 等可以实现分布式系统之上 的结构化查询，从而为智慧海洋大数据分析挖掘打通所有环节。采用 GIS、北 斗/GPS、无线通信相结合技术。
2.2.2 报警查询 可以设置报警统计条件，根据统计条件将符合条件的报警统计信息显示出来，统计
条件包含：船主姓名、船牌号、所属支队、所属大队、所属派出所、报警类型、统计时 间；显示的船舶信息包含：船主姓名、船牌号、所属支队、所属大队、所属派出所、报 警类型、报警时间、经度、纬度。
2.2.3 报警统计 可以设置报警查询条件，根据查询条件将符合条件的报警信息显示出来并显示统计
2.3 系统管理
系统管理主要是对系统设置、船舶信息和权限设置进行管理，包括：单位管理、社 区管理、渔民管理、设备管理、船舶管理、用户管理、角色管理、权限分配。
2.3.1 单位管理 对单位信息、所属区域、联系人、联系电话等信息进行管理，可以进行查询、新增、
修改、删除。 2.3.2 社区管理 对警务网格、社区名称、所属单位、联系人、联系电话、地址进行管理，可以进行
信息，弹出报警信息，同时警铃响起。 2.1.9 倾覆报警 根据设备设定的倾覆感应功能，当船舶倾覆的时候及时报警、并显示船舶信息和报
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警信息，弹出报警信息，同时警铃响起。 2.1.10 自定义报警 针对系统接入的各类信息，能够根据信息的特性、数值等自定义设置报警条件。 2.1.11 报警提示 触发报警时警铃响起，同时弹出窗口，提示报警。 2.1.12 双向通话 在渔船民即将接近中线时，管理中心能够对船载终端进行喊话提示。渔船民遇到危
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系统采用技术先进的软件工具，并且有完备的系统功能，从设计思想、技术手段、 软件开发、系统结构、管理应用等方面力求创新和突破，以保证系统的先进性。系统具 有不断升级和更新的能力。
系统设计时考虑的安全性包括：系统在互联网上防止非法用户使用系统资源、防止 网络病毒的入侵；在数据传输上，防止数据的泄漏，防止数据传输时出错；实现完整的 网管系统，实时检测整个网络的运行状况；软件设计时，采用出错冗余技术，保证系统 的运行的安全性。